雙壁碳納米管薄膜的制備及其電磁屏蔽性能研究.pdf

1、傳統(tǒng)金屬電磁屏蔽材料由于其自身密度高的特點，限制了其發(fā)展。當前，電磁屏蔽材料研究最為熱點的是以碳納米管（CNTs）填充輕質(zhì)高分子材料的導(dǎo)電復(fù)合材料，但其性能在目前階段還難以得到很大提高，維持在20 dB左右。究其原因在于 CNTs的分散性能差，導(dǎo)致復(fù)合材料中的CNTs含量低、分布不均勻，導(dǎo)電率差。而 CNTs因其管長，相互纏繞和成束，使得其均勻分散難以解決。解決含碳類屏蔽材料的關(guān)鍵在于增加基體中碳的含量?；谝陨显?，本文開展了CNTs

2、電磁屏蔽薄膜的研究，制備超輕、高效的CNTs屏蔽薄膜，具體包括以下內(nèi)容：
　　采用浮動催化的化學(xué)氣相沉積法（CVD），以正己烷為碳源，二茂鐵為金屬催化劑，噻吩為催化劑，甲醇為生長調(diào)節(jié)劑，生長出雙壁碳納米管（DWCNTs）和少量多壁碳納米管（MWCNTs），通過自沉積技術(shù)得到低密度，較好柔韌性和易操作的薄膜。通過在導(dǎo)磁填充法和電鍍法在CNTs中填充磁性材料，微觀上可觀察到管壁上附著有大量的Fe顆粒。
　　通過導(dǎo)磁填充法在CNT

3、s薄膜中填充二茂鐵/乙醇溶液，制備出中間體二茂鐵/CNTs復(fù)合材料。通過熱分解法，二茂鐵受熱分解出Fe顆粒，則制備出具有磁性能的Fe/CNTs屏蔽薄膜。通過差熱/熱重分析，導(dǎo)磁填充相比原始薄膜，F(xiàn)e含量從之前的21％增加到了35%。磁滯回線中飽和磁化強度由35.43 emu g-1提升到47.35 emu g-1，屏蔽效能在6-9和12-15 GHz的范圍內(nèi)有了很大的提高。
　　通過導(dǎo)磁填充法在CNTs薄膜中填充二茂鐵/甲醇制備C

4、NTs薄膜屏蔽材料。甲醇既可以降低碳源的濃度，從而控制反應(yīng)過程中碳原子的供應(yīng)量與碳源的分解速度；另一方面，還可以增加了金屬催化劑二茂鐵的溶解量，使生成的CNTs管壁表面附著更多的Fe原子，提升薄膜的屏蔽效能。本實驗通過增加一根石英毛細管通入二茂鐵/甲醇溶液，直接制備出高性能的屏蔽薄膜。通過差熱/熱重分析，填充二茂鐵/甲醇溶液相比原始樣品，F(xiàn)e含量從21%增加到了31.5%。磁滯回線中的飽和磁化強度也由原始的35.43 emu g-1增加

5、到了57.3 emu g-1，屏蔽效能得到很大的提升，在5和19 GHz附近屏蔽效能達到了60-65 dB。
　　探索研究了電鍍制備CNTs薄膜屏蔽材料。以硫酸亞鐵為渡液的主鹽，硫酸為渡液緩蝕劑。調(diào)節(jié)渡液的PH值為2-3，電流為0.1-0.2A。采用純鐵作為陽極材料，CNTs薄膜作為陰極材料，在薄膜表面覆蓋一層納米鐵。通過差熱/熱重分析，電鍍法相比原始薄膜，F(xiàn)e含量從21%增加到了22.4%。由于Fe顆粒長時間處于濕潤環(huán)境中，磁滯